JP2006317603A - Front surface mirror - Google Patents
Front surface mirror Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006317603A JP2006317603A JP2005138522A JP2005138522A JP2006317603A JP 2006317603 A JP2006317603 A JP 2006317603A JP 2005138522 A JP2005138522 A JP 2005138522A JP 2005138522 A JP2005138522 A JP 2005138522A JP 2006317603 A JP2006317603 A JP 2006317603A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- surface mirror
- sio
- refractive index
- reflection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
本発明は、大面積薄型ＴＶの１つであるリアプロジェクション映像表示装置に用いる背面ミラーに関し、特に、スパッタリング法で基板上に作製される、銀膜と増反射膜でなる表面鏡に関する。 The present invention relates to a rear mirror used in a rear projection video display device which is one of large-area thin TVs, and more particularly to a surface mirror made of a silver film and an increased reflection film, which is produced on a substrate by a sputtering method.
リアプロジェクション映像表示装置は大面積（大画像）ＴＶの１つとして注目を集めている。近年の大面積ＴＶでは、設置場所の自由度を増すため、あるいはデザイン的な側面から、奥行きの小さい薄型タイプに移行しつつある。 The rear projection video display device is attracting attention as one of large area (large image) TVs. In recent years, large-area TVs are shifting to a thin type with a small depth in order to increase the degree of freedom of installation location or from a design side.
リアプロジェクション映像表示装置は、ＣＲＴや液晶プロジェクターなどで作り出した映像をスクリーンに投射するもので、映像は背面ミラーと呼ばれる表面鏡で折り返して反射させ、装置の奥行きを短くしている。 The rear projection image display device projects an image created by a CRT or a liquid crystal projector onto a screen, and the image is folded and reflected by a surface mirror called a rear mirror to shorten the depth of the device.
この、リアプロジェクション映像表示装置の背面ミラーに表面鏡が用いら、表面鏡の光反射層は、反射率の高い金属膜と、金属膜の保護層と増反射とを目的とする透明な無機物の膜で構成することが多い。 A surface mirror is used for the rear mirror of the rear projection image display device, and the light reflecting layer of the surface mirror is made of a transparent inorganic material for the purpose of high reflectance metal film, metal film protective layer and increased reflection. Often composed of a membrane.
表面鏡の多くはガラス板を基板としており、その上に形成する金属反射層には蒸着法やスパッタ法などの真空法で成膜したアルミニウム膜や、これらの成膜法に加えて銀鏡反応などの湿式法で成膜した銀膜が用いられる。 Most of the surface mirrors use a glass plate as the substrate, and the metal reflective layer formed on the surface mirror is an aluminum film formed by a vacuum method such as vapor deposition or sputtering, or a silver mirror reaction in addition to these film forming methods. A silver film formed by the wet method is used.
このうち、アルミニウム膜を金属反射層とする表面鏡として、たとえば特許文献１にはアルミニウム膜の上にＭｇＦ２層とＡｌ２Ｏ３層の２層でなる増反射膜を形成した反射鏡が記載されている。また、特許文献２には、少なくともガラス基板の一方の表面を研磨して平滑にし、この研磨した平滑面上にＡｌ、ＭｇＦ２、ＴｉＯ２を順次積層する手法が述べられている。 Among these, as a surface mirror having an aluminum film as a metal reflection layer, for example, Patent Document 1 describes a reflection mirror in which an increased reflection film composed of two layers of an MgF 2 layer and an Al 2 O 3 layer is formed on an aluminum film. Has been. Patent Document 2 describes a method in which at least one surface of a glass substrate is polished and smoothed, and Al, MgF 2 , and TiO 2 are sequentially laminated on the polished smooth surface.
上記特許文献１や２で開示されたアルミニウムを金属反射層とした表面鏡では、可視光域の長波長側（波長６００〜７８０ｎｍ）の反射率が低いといったアルミニウム金属自体の特性から、赤色に対する反射率が低いという問題がある。 In the surface mirror using aluminum as a metal reflection layer disclosed in Patent Documents 1 and 2 above, reflection from the red color due to the characteristics of the aluminum metal itself such that the reflectance on the long wavelength side (wavelength 600 to 780 nm) in the visible light region is low. There is a problem that the rate is low.
これを解決するために銀を金属反射層とする表面鏡も開発されている。 In order to solve this problem, a surface mirror using silver as a metal reflection layer has been developed.
たとえば特許文献３では無電解Ｎｉメッキ上に蒸着した銀膜上にＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＹＦ３、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯを形成したものが、また特許文献４には基板上の少なくとも一面に、酸化アルミニウム層、銀層、フッ化マグネシウム層、およびチタンとランタンとの複合酸化物層が順次積層されたものが、開示されている。 For example, in Patent Document 3, SiO 2 , MgF 2 , YF 3 , SiO, Al 2 O 3 , and ZnO are formed on a silver film deposited on electroless Ni plating. An aluminum oxide layer, a silver layer, a magnesium fluoride layer, and a composite oxide layer of titanium and lanthanum are sequentially stacked on one surface.
特許文献３に開示されている、銀膜上にＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＹＦ３、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯを形成した表面鏡を作製する場合、大面積に均一に成膜できるスパッタリング法で銀上に酸化物膜を積層するときに、雰囲気中の酸素プラズマの影響によって銀膜が著しくダメージを受けて酸化し、反射率が激減して高反射率の表面鏡が得られず、高反射率の表面鏡を作製するためには、酸素プラズマを必要としない成膜方法、つまり蒸着法などでの成膜に限定される。 When producing a surface mirror in which SiO 2 , MgF 2 , YF 3 , SiO, Al 2 O 3 , and ZnO are formed on a silver film, disclosed in Patent Document 3, a sputtering method that can form a film uniformly over a large area When an oxide film is laminated on silver, the silver film is significantly damaged and oxidized due to the influence of oxygen plasma in the atmosphere, the reflectivity is drastically reduced, and a high reflectivity surface mirror cannot be obtained. In order to fabricate a surface mirror with reflectivity, it is limited to a film formation method that does not require oxygen plasma, that is, a film formation by an evaporation method or the like.
特許文献４の、銀膜上にイオンビームアシスト法でフッ化マグネシウム層、およびチタンとランタンとの複合酸化物層を順次積層する表面鏡は、イオンビームアシスト法が、原料に電子銃から発生させた電子ビームを照射し、原料を加熱・蒸発して基板に膜を堆積させる、蒸着法の一種で製作されるものである。 The surface mirror of Patent Document 4 in which a magnesium fluoride layer and a composite oxide layer of titanium and lanthanum are sequentially stacked on a silver film by an ion beam assist method is generated by an ion gun as a raw material. It is manufactured by a kind of vapor deposition method in which an electron beam is irradiated, a raw material is heated and evaporated to deposit a film on a substrate.
蒸着法は原料の蒸発源が点源となるため、大面積への均一な膜厚の制御が難しい。特に表面鏡の金属反射層上に成膜する酸化物膜は、薄膜による光の干渉を利用した増反射機能を持つことが重要であり、このため薄膜の膜厚を精度良くコントロールする必要がある。 In the vapor deposition method, since the source of evaporation of the raw material is a point source, it is difficult to control a uniform film thickness over a large area. In particular, it is important that the oxide film formed on the metal reflective layer of the surface mirror has an increased reflection function using light interference by the thin film, and therefore it is necessary to control the film thickness of the thin film with high precision. .
リアプロジェクション映像表示装置の背面ミラー用表面鏡は、大きさが１ｍ×１．５ｍを超える大きなものが要求され、上述した理由から、特許文献３や４に開示されている表面鏡を、リアプロジェクションテレビの表面鏡として用いることは困難である。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、反射率が可視光域全域に渡って高く、しかもリアプロジェクション映像表示装置の背面ミラーとして使用できる大面積の表面鏡を提供する。 The present invention has been made to solve such a problem, and has a large area surface mirror that has a high reflectance over the entire visible light region and can be used as a rear mirror of a rear projection video display device. provide.
本発明の表面鏡は、リアプロジェクション映像表示装置に用いる表面鏡であって、ガラス基板の表面に、銀膜／アルミニウム膜／増反射膜がこの順にスパッタリング法で形成されており、該アルミニウム膜の厚みが１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする表面鏡である。 The surface mirror of the present invention is a surface mirror used in a rear projection image display device, and a silver film / aluminum film / increasing reflection film is formed in this order on the surface of a glass substrate by a sputtering method. A surface mirror having a thickness of 1 nm to 5 nm.
また、本発明の表面鏡は、前記表面鏡において、増反射膜が、低屈折率膜と高屈折率膜とを交互に２〜５層積層したものであり、アルミニウム膜の直上には低屈折率膜が形成されてなることを特徴とする表面鏡である。 Further, the surface mirror of the present invention is the above-mentioned surface mirror, wherein the increased reflection film is formed by alternately laminating 2 to 5 layers of low refractive index films and high refractive index films, and the low refractive index is directly above the aluminum film. The surface mirror is characterized in that an index film is formed.
また、本発明の表面鏡は、前記表面鏡において、低屈折率膜が、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＣｙＮｚの中から選ばれる１種以上で構成される膜であり、該低屈折率膜の上に積膜される高屈折率膜が、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＣｙＮｚの中から選ばれる１種以上で構成される膜であることを特徴とする表面鏡である。 In the surface mirror of the present invention, in the surface mirror, the low refractive index film is selected from SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , SnO 2 , SiO x N y , and SiO x C y N z. A high refractive index film that is composed of one or more types and is deposited on the low refractive index film is TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , ZnO, Si 3 N 4 , SiO A surface mirror characterized by being a film composed of one or more selected from x , SiO x N y , and SiO x C y N z .
また、本発明の表面鏡は、前記表面鏡において、銀膜とガラス基板との間に、密着層としてＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｌ２Ｏ３から選ばれる一種以上の膜が形成されてなることを特徴とする表面鏡である。 Further, the surface mirror of the present invention is the above surface mirror, wherein SiO 2 , SiO x , ZrO 2 , SnO 2 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O are used as an adhesion layer between the silver film and the glass substrate. 5 , a surface mirror in which one or more films selected from ZnO, Si 3 N 4 , Al, Cr, and Al 2 O 3 are formed.
本発明の表面鏡は、リアプロジェクション映像表示装置の背面ミラー用として用いられる、大面積の高反射率反射鏡を提供する。 The surface mirror of the present invention provides a large-area, high-reflectivity reflecting mirror that is used for a rear mirror of a rear projection video display device.
本発明の表面鏡は、リアプロジェクション映像表示装置の背面ミラー用として用いられ、表面鏡の成膜法は、大面積の基板に均一な厚みで成膜が可能なスパッタリング法であり、金属反射層である銀膜と、銀膜上の酸化物を含む増反射層との間に厚さ１〜５ｎｍのアルミニウム膜を積層することを特徴とする。 The surface mirror of the present invention is used for a rear mirror of a rear projection video display device, and the film forming method of the surface mirror is a sputtering method capable of forming a film with a uniform thickness on a large-area substrate, and a metal reflective layer An aluminum film having a thickness of 1 to 5 nm is laminated between the silver film and the increased reflection layer containing an oxide on the silver film.
図１にこの表面鏡の構成の１形態を示す。 FIG. 1 shows one form of the configuration of this surface mirror.
ガラス基板３には、平滑性が良く、ある程度の剛性をもって歪みにくい部材として、比較的低コストで得られる、表面の平滑性が良いフロート法によるソーダライムガラスの使用が簡便である。 As the glass substrate 3, it is easy to use soda lime glass by a float method having a good surface smoothness and a surface smoothness which is obtained at a relatively low cost as a member having good smoothness and a certain degree of rigidity.
また、表面鏡の表面に凹凸があると、これが濃淡状のスジとなってスクリーンに投写されて不具合となるため、ガラス表面を研磨してウネリを取り除いた研磨品をガラス基板３に用いることが好ましい。 Further, if the surface of the surface mirror is uneven, it becomes a light and dark streak and is projected on the screen to cause a problem. Therefore, a polished product obtained by polishing the glass surface to remove undulation is used for the glass substrate 3. preferable.
また、ガラスが自重により歪むとスクリーンに投写された映像も歪むために、ヤング率が高いガラス、たとえば高歪点ガラスをガラス基板３として使用できる。 In addition, when the glass is distorted by its own weight, an image projected on the screen is also distorted. Therefore, a glass having a high Young's modulus, for example, a high strain point glass can be used as the glass substrate 3.
ガラス基板３の厚さであるが、厚いガラスの方が薄いガラスよりも、使用する際、自重による歪みが小さく、結果として像が歪まないが、厚くすると、リアプロジェクション映像表示装置自体の重量が重くなるという問題があり、また、リアプロジェクション映像表示装置の組み立て時のハンドリングが難しくなり、さらに、表面鏡の成膜時において搬送系の構造材への負担が増すといった問題があるために、通常は２〜４ｍｍの厚さであることが望ましい。 Although the thickness of the glass substrate 3 is larger, the thick glass is less distorted by its own weight when used than the thin glass, and as a result, the image is not distorted. However, if the thickness is increased, the weight of the rear projection image display device itself is reduced. Usually, it is difficult to handle when assembling the rear projection video display device, and the burden on the structural material of the transport system is increased during film formation of the surface mirror. Is preferably 2 to 4 mm thick.
このガラス基板３への光反射層の形成であるが、大きな面積の基板に成膜可能であり、膜厚の制御に優れ、かつ安定して長時間成膜が可能なスパッタリング法が良い。 The light reflecting layer is formed on the glass substrate 3. A sputtering method that can form a film on a large-area substrate, has excellent control of the film thickness, and can stably form a film for a long time is preferable.
スパッタリング法以外の成膜法として、蒸着法、イオンプレーティング法があるが、これらの方法では原料を点源から蒸発させるために、原料の蒸発がコサイン則に従って膜厚に分布が生じ（ルツボの直上部近傍が最も厚くなる）、膜厚が均一となる部分が少ない。また、均一な分布を得るためには膜厚補正板を取りつけて対策することも可能であるが、成膜速度が遅い部分に成膜レートをあわせるために原料の基板への付着効率が悪く、したがって大面積の基板への成膜法としては最適ではない。 Deposition methods other than sputtering include vapor deposition and ion plating. In these methods, since the raw material is evaporated from the point source, the evaporation of the raw material has a distribution in the film thickness according to the cosine law (the crucible There are few portions where the film thickness is uniform). In addition, in order to obtain a uniform distribution, it is possible to attach a film thickness correction plate, but in order to adjust the film formation rate to the part where the film formation speed is slow, the adhesion efficiency of the raw material to the substrate is poor, Therefore, it is not optimal as a film formation method on a large-area substrate.
光を反射させる金属反射層としては、アルミニウム膜および銀膜が一般的である。アルミニウム膜は安価であり化学的耐久性も比較的良いことから使いやすい原料であるが、波長５５０ｎｍ以上ではその反射率が波長の増加とともに減少し、可視光域の最長端である波長７８０ｎｍでの反射率は８０％程度まで減少するために、波長の長い赤色の反射率が低いという問題がある。 As the metal reflecting layer that reflects light, an aluminum film and a silver film are generally used. Aluminum film is an easy-to-use raw material because it is inexpensive and has relatively good chemical durability. However, at wavelengths of 550 nm and above, the reflectance decreases with increasing wavelength, and at the wavelength 780 nm, which is the longest end of the visible light region. Since the reflectance decreases to about 80%, there is a problem that the reflectance of red having a long wavelength is low.
光を反射させる金属反射層として銀膜を用いると、アルミニウムのような波長の増加に対する反射率の減少はなく、可視光域全般に渡って均一な高い反射率を維持でき、反射特性に優れた表面鏡になる。 When a silver film is used as the metal reflective layer that reflects light, the reflectance does not decrease with the increase in wavelength as in aluminum, it is possible to maintain a uniform and high reflectance over the entire visible light range, and excellent reflection characteristics. Become a surface mirror.
銀膜５の膜厚は、１４０ｎｍ未満では光が透過して高反射率の表面鏡が得られず、１４０ｎｍ以上の厚さであることが望ましい。また、銀膜５は、厚すぎても反射特性はあまり向上せず、コストメリットの点から膜厚は２００ｎｍ以下であることが望ましい。 If the film thickness of the silver film 5 is less than 140 nm, light is transmitted and a high-reflectance surface mirror cannot be obtained, and the thickness is preferably 140 nm or more. Further, the silver film 5 does not improve the reflection characteristics even if it is too thick, and it is desirable that the film thickness is 200 nm or less from the viewpoint of cost merit.
従って、銀膜５の厚みは、１４０〜２００ｎｍの範囲であることが望ましく、製造のしやすさから、銀膜５の厚みは、１６０ｎｍとすることが好ましい。 Accordingly, the thickness of the silver film 5 is desirably in the range of 140 to 200 nm, and the thickness of the silver film 5 is preferably 160 nm for ease of manufacture.
銀膜５は化学的耐久性が十分でないため、銀膜の上に保護層を形成することが好ましい。表面鏡の反射特性を向上させる観点から、この保護層に増反射機能を併せて持たせた増反射膜２を用いることが望ましい。増反射膜２としては、屈折率の異なる膜を積層したものを用いることが望ましい。 Since the silver film 5 has insufficient chemical durability, it is preferable to form a protective layer on the silver film. From the viewpoint of improving the reflection characteristics of the surface mirror, it is desirable to use the enhanced reflection film 2 in which this protective layer is also provided with an enhanced reflection function. As the reflective reflection film 2, it is desirable to use a film in which films having different refractive indexes are laminated.
増反射膜２として、アルミニウム膜の直上に低屈折率膜７を形成し、低屈折率膜７と高屈折率膜８とを交互に２〜５層積層したものを用いることができる。 As the reflection increasing film 2, a film in which the low refractive index film 7 is formed directly on the aluminum film and the low refractive index film 7 and the high refractive index film 8 are alternately laminated in two to five layers can be used.
ここで、低屈折率膜とは、増反射膜２として積層される屈折率の異なる膜の中で、隣接して積層される膜に対して、屈折率が小さい膜をいい、高屈折率膜とは、増反射膜２として積層される屈折率の異なる膜の中で、隣接して積層される膜に対して、屈折率が大きい膜をいう。 Here, the low refractive index film refers to a film having a lower refractive index than the adjacent stacked films among the films having different refractive indexes stacked as the increased reflection film 2, and is a high refractive index film. The term “reflective film 2” refers to a film having a higher refractive index than the adjacent stacked films among the films having different refractive indexes.
図１は、増反射膜２が低屈折率膜７と高屈折率膜８の２層でなる場合である。 FIG. 1 shows a case where the reflective reflection film 2 is composed of two layers, a low refractive index film 7 and a high refractive index film 8.
低屈折率層７としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＣｙＮｚなどを用いることができる。この中ではＳｉＯ２が最も屈折率が低く、最も反射率が高い表面鏡となる。ＳｉＯＮやＳｉＯＣＮを屈折率の低い膜として用いるためには、ＮやＣの含有量がＯに対して３０原子％以下にすることが重要である。 The low refractive index layer 7, may be SiO 2, Al 2 O 3, ZrO 2, SnO 2, SiO x N y, and SiO x C y N z is used. Of these, SiO2 is a surface mirror having the lowest refractive index and the highest reflectance. In order to use SiON or SiOCN as a film having a low refractive index, it is important that the content of N or C is 30 atomic% or less with respect to O.
高屈折率層８としては、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＣｙＮｚが挙げられる。このうち屈折率が高いＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５を用いると、反射率が高く反射特性の良い表面鏡となる。ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＣｙＮｚを用いるときには、屈折率の高い膜にするためにＮやＣの含有量がＯに対して８０原子％以上にすることが重要である。 Examples of the high refractive index layer 8 include TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , ZnO, Si 3 N 4 , SiO x , SiO x N y , and SiO x C y N z . Among these, when TiO 2 , Nb 2 O 5 , or Ta 2 O 5 having a high refractive index is used, a surface mirror having a high reflectance and good reflection characteristics is obtained. When SiO x N y or SiO x C y N z is used, it is important that the content of N or C is 80 atomic% or more with respect to O in order to obtain a film having a high refractive index.
ＳｉＯｘを高屈折率膜として用いるときにはｘ＝１近傍の組成が良いが、可視光域短波長側に吸収があるために、表面鏡がわずかに褐色になるという欠点がある。 When SiO x is used as a high refractive index film, the composition in the vicinity of x = 1 is good, but there is a drawback that the surface mirror becomes slightly brown because of absorption on the short wavelength side of the visible light region.
厚さ１６０ｎｍの銀膜５を金属反射層として、その上の増反射膜を考える場合、例えば低屈折率膜をＳｉＯ２、高屈折率膜をＴｉＯ２とした際には、それぞれの膜厚を５５ｎｍ、４０ｎｍとすることが望ましい。 When considering a 160 nm thick silver film 5 as a metal reflection layer and an increased reflection film thereon, for example, when the low refractive index film is SiO 2 and the high refractive index film is TiO 2 , the respective film thicknesses are set. It is desirable to set it to 55 nm and 40 nm.
銀膜５上にスパッタリング法で増反射膜２を積層する場合、酸素ガスを含んだガスを導入した酸化雰囲気中では、プラズマ中で活性化、イオン化した酸素ガスの影響で、銀膜５が酸化されて著しく劣化し、表面鏡の反射率が著しく低下する。 When the reflective reflection film 2 is laminated on the silver film 5 by sputtering, the silver film 5 is oxidized under the influence of oxygen gas activated and ionized in plasma in an oxidizing atmosphere into which a gas containing oxygen gas is introduced. As a result, the reflectance of the surface mirror is significantly reduced.
たとえばＳｉＯ２膜を積層する際、通常Ｓｉをターゲットとして酸素ガス含有雰囲気中でＳｉとＯを反応させるＤＣスパッタリング法でＳｉＯ２を形成するが、厚さ１６０ｎｍの銀膜５上にこの方法でＳｉＯ２を積層すると、銀膜５が酸化されて波長７８０ｎｍで約６０％という大きな光の透過が生じる。 For example, when laminating a SiO 2 film, SiO 2 is usually formed by a DC sputtering method in which Si and O are reacted in an oxygen gas-containing atmosphere using Si as a target, but this method is used to form SiO 2 on a silver film 5 having a thickness of 160 nm. When 2 is laminated, the silver film 5 is oxidized and a large light transmission of about 60% occurs at a wavelength of 780 nm.
本発明の反射鏡は、銀膜５の上に厚さ１ｎｍ〜５ｎｍの極めて薄いアルミニウム膜６を積層したもので、アルミニウム膜６は、前述の、増反射膜２を形成する時の銀膜５の酸化による劣化を防止するものである。 The reflecting mirror of the present invention is obtained by laminating an extremely thin aluminum film 6 having a thickness of 1 nm to 5 nm on a silver film 5, and the aluminum film 6 is a silver film 5 at the time of forming the above-described reflective reflection film 2. It prevents deterioration due to oxidation.
銀膜５の上にアルミニウム膜６を積層することにより、増反射膜２を積層するときに、プラズマ中に酸素ガスを含んだガスを導入しても、アルミニウム膜６の表面が酸化するのみで銀膜５が酸化して劣化することはない。 By laminating the aluminum film 6 on the silver film 5, the surface of the aluminum film 6 is only oxidized even when a gas containing oxygen gas is introduced into the plasma when laminating the reflective film 2. The silver film 5 is not oxidized and deteriorated.
該アルミニウム膜６の厚さが１ｎｍ未満の場合には、アルミニウム膜６を膜状に形成するのが難しく、また、酸素プラズマに対する銀膜５の劣化を防止する効果が無いので、銀膜５は劣化してしまう。 When the thickness of the aluminum film 6 is less than 1 nm, it is difficult to form the aluminum film 6 into a film shape, and since there is no effect of preventing the deterioration of the silver film 5 due to oxygen plasma, It will deteriorate.
アルミニウム膜６の厚さが５ｎｍを超えると、アルミニウム膜６による光の反射の影響により、可視光域の長波長側の反射がアルミニウム膜６の膜厚とともに減少してしまい、可視光域全体に渡って均一な高反射特性が得られない。 If the thickness of the aluminum film 6 exceeds 5 nm, the reflection on the long wavelength side of the visible light region decreases with the film thickness of the aluminum film 6 due to the influence of light reflection by the aluminum film 6, and the entire visible light region is reached. A uniform high reflection characteristic cannot be obtained.
したがって、銀膜５上に成膜するアルミニウム膜６の厚さは、１ｎｍ〜５ｎｍとすることが好ましく、より好ましくは２ｎｍ〜４ｎｍである。 Therefore, the thickness of the aluminum film 6 formed on the silver film 5 is preferably 1 nm to 5 nm, and more preferably 2 nm to 4 nm.
また、耐久性が必要とされる表面鏡では、銀膜５とガラス基板３との密着性が良好である必要がある。このために銀膜５とガラス基板３との界面に、密着層４としてＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｌ２Ｏ３膜のいずれかを形成することで、銀膜５とガラス基板３との密着強度を改善できる。 Moreover, in the surface mirror in which durability is required, the adhesiveness of the silver film 5 and the glass substrate 3 needs to be favorable. For this purpose, SiO 2 , SiO x , ZrO 2 , SnO 2 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , ZnO, Si 3 N 4 as an adhesion layer 4 at the interface between the silver film 5 and the glass substrate 3. By forming any one of Al, Cr, and Al 2 O 3 films, the adhesion strength between the silver film 5 and the glass substrate 3 can be improved.
なお、この密着層４の光学特性は表面鏡の反射特性に関与しないため、密着層４を構成する膜の吸収、屈折率等の光学特性が問題となることはなく、どのような光学特性の膜でもよい。 Since the optical characteristics of the adhesion layer 4 are not related to the reflection characteristics of the surface mirror, the optical characteristics such as absorption and refractive index of the film constituting the adhesion layer 4 do not become a problem. It may be a membrane.
密着層４の厚さは５ｎｍ未満であると十分にその機能は発現せず、密着層４の厚さは５ｎｍ以上であることが好ましい。また、ガラス基板３にソーダライムガラスを用いた場合では、ガラス基板３からＮａイオンが銀膜５に拡散することを防止するために、密着層４の厚さが３０ｎｍ以上あった方がより好ましい。 If the thickness of the adhesion layer 4 is less than 5 nm, the function is not sufficiently exhibited, and the thickness of the adhesion layer 4 is preferably 5 nm or more. When soda lime glass is used for the glass substrate 3, it is more preferable that the thickness of the adhesion layer 4 is 30 nm or more in order to prevent Na ions from diffusing from the glass substrate 3 to the silver film 5. .
また、密着層４の膜厚は厚くても問題ないが、コストメリットを考えると１００ｎｍ以下であることが望ましい。 Further, although the adhesion layer 4 may be thick, there is no problem, but it is desirable that the thickness is 100 nm or less in view of cost merit.
次に実際にスパッタリング法で表面鏡を成膜する手順について説明する。 Next, a procedure for actually forming a surface mirror by sputtering will be described.
実施例１
図７に示すスパッタリング成膜装置１０を用いた。このスパッタリング成膜装置は、基板の搬送をインターバック方式で行うものである。
Example 1
A sputtering film forming apparatus 10 shown in FIG. 7 was used. In this sputtering film forming apparatus, the substrate is transferred by the inter-back method.
スパッタリング成膜装置１０の真空チャンバー１２内に、スパッタリングターゲット１３として、Ｓｉターゲット１４、Ａｇターゲット１５、Ａｌターゲット１６およびＴｉターゲット１７を取りつけ、ドライポンプ１８およびターボ分子ポンプ１９を用いて真空チャンバー１２内を排気した。 A Si target 14, an Ag target 15, an Al target 16 and a Ti target 17 are attached as a sputtering target 13 in the vacuum chamber 12 of the sputtering film forming apparatus 10, and the dry pump 18 and the turbo molecular pump 19 are used in the vacuum chamber 12. Was exhausted.
１．５×１．５ｍ角に切断した厚さ３ｍｍのソーダライムガラスを基板２０として用いた。 A 3 mm thick soda lime glass cut into 1.5 × 1.5 m square was used as the substrate 20.
基板２０を洗浄・乾燥し、スパッタリング成膜装置１０の基板搬入トレイ２１に載せた。この基板２０をロードロック室２２に搬入して真空引きし、その後、ゲートバルブ２３を開いて基板２０を真空チャンバー１２内に搬送した。 The substrate 20 was washed and dried and placed on the substrate carry-in tray 21 of the sputtering film forming apparatus 10. The substrate 20 was carried into the load lock chamber 22 and evacuated, and then the gate valve 23 was opened to convey the substrate 20 into the vacuum chamber 12.
真空計２４を用いて、真空チャンバー１２内の到達真空度が２×１０−４Ｐａ以下であることを確認した。真空チャンバー１２内にアルゴンおよび酸素ガス２５を流し、所定の圧力になるようにガス流量を調整した。Ｓｉターゲット１４にＤＣ電源２６を用いて電力を投入してプラズマを発生させてＳｉターゲット１４をスパッタし、基板２０を所定の速度で通過させ、基板２０上にＳｉＯ２膜を形成した。 Using the vacuum gauge 24, it was confirmed that the ultimate vacuum in the vacuum chamber 12 was 2 × 10 −4 Pa or less. Argon and oxygen gas 25 were allowed to flow through the vacuum chamber 12 and the gas flow rate was adjusted to a predetermined pressure. Electric power was applied to the Si target 14 using a DC power source 26 to generate plasma, the Si target 14 was sputtered, the substrate 20 was passed at a predetermined speed, and a SiO 2 film was formed on the substrate 20.
次いで雰囲気ガスをアルゴンのみにし、Ａｇターゲット１５に直流マグネトロンスパッタ法で電圧を印加し、Ａｇターゲット１５上に基板２０を通過させてＡｇ膜を積層した。この後、Ａｌターゲット１６に電圧を印加し、基板２０を通過させて極薄いアルミニウム膜を積層した。さらに、雰囲気をアルゴンおよび酸素混合ガスに戻し、同様にＳｉターゲット１４をスパッタしてＳｉＯ２膜を積層した。最後にＴｉタ−ゲット１７をスパッタして、ＴｉＯ２膜を積層した。各膜の成膜条件は表１に示すようにした。 Next, the atmosphere gas was changed to only argon, a voltage was applied to the Ag target 15 by DC magnetron sputtering, and the substrate 20 was passed over the Ag target 15 to laminate an Ag film. Thereafter, a voltage was applied to the Al target 16 to pass through the substrate 20 and an extremely thin aluminum film was laminated. Further, the atmosphere was returned to the mixed gas of argon and oxygen, and similarly, the Si target 14 was sputtered to laminate the SiO 2 film. Finally, a Ti target 17 was sputtered to laminate a TiO 2 film. The conditions for forming each film are as shown in Table 1.
その後、成膜したガラス基板３をロードロック室２１に戻し、大気開放して取り出した。 Thereafter, the formed glass substrate 3 was returned to the load lock chamber 21 and taken out after being released to the atmosphere.
このようにして、ソーダライムガラスでなる基板２０に、厚み５０ｎｍのＳｉＯ２膜、厚み１６０ｎｍのＡｇ膜、厚み２ｎｍのアルミニウム膜、厚み５５ｎｍのＳｉＯ２および厚み４０ｎｍのＴｉＯ２膜を順次成膜した表面鏡を作製した。 In this way, a 50 nm thick SiO 2 film, a 160 nm thick Ag film, a 2 nm thick aluminum film, a 55 nm thick SiO 2 film, and a 40 nm thick TiO 2 film were sequentially formed on the substrate 20 made of soda lime glass. A surface mirror was prepared.
この表面鏡の膜面側の４５°入射光に対する反射率を図２に示す。波長５５０ｎｍでの反射率は９８％を超え、著しく反射率が高かった。また、波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの可視光域の広い範囲で反射率は９６％を超え、均一な高反射率の表面鏡であった。 FIG. 2 shows the reflectance with respect to 45 ° incident light on the film surface side of the surface mirror. The reflectance at a wavelength of 550 nm exceeded 98%, and the reflectance was remarkably high. Further, the reflectivity exceeded 96% in a wide range of visible light range from a wavelength of 400 nm to 700 nm, and the surface mirror was uniform and highly reflective.
この表面鏡を、５０℃、９５％ＲＨに保った恒温恒湿槽中で２４ｈ放置する耐湿試験を行ったが、外観は変化せず、十分な耐湿性を示した。 The surface mirror was subjected to a moisture resistance test in which the surface mirror was left in a constant temperature and humidity chamber maintained at 50 ° C. and 95% RH for 24 hours, but the appearance did not change and sufficient humidity resistance was exhibited.
実施例２
実施例１と同じスパッタリング成膜装置１と基板とを用いて表面鏡を作製した。
Example 2
A surface mirror was produced using the same sputtering film forming apparatus 1 and the substrate as in Example 1.
基板２０上に、ガラス側からＣｒを３０ｎｍ、Ａｇ膜を１６０ｎｍ、アルミニウム膜を３ｎｍ、ＳｉＯ２膜を５５ｎｍ、Ｎｂ２Ｏ５膜を４０ｎｍ積層し、表面鏡とした。 On the substrate 20, 30 nm of Cr, 160 nm of Ag film, 3 nm of aluminum film, 55 nm of SiO 2 film, and 40 nm of Nb 2 O 5 film were laminated from the glass side to form a surface mirror.
膜面側の４５°入射光に対する反射特性は図３に示すようになり、波長５５０ｎｍでの反射率は９７％で、波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの可視光域で反射率は９４％を超え、可視域で均一な高反射特性の表面鏡であった。 The reflection characteristics with respect to 45 ° incident light on the film surface side are as shown in FIG. 3. The reflectance at a wavelength of 550 nm is 97%, and the reflectance exceeds 94% in the visible light range from 400 nm to 700 nm. It was a surface mirror with uniform high reflection characteristics.
また、この表面鏡を実施例１と同じ耐湿試験を行ったところ、十分な耐湿性であった。 Moreover, when this surface mirror was subjected to the same moisture resistance test as in Example 1, it was found to have sufficient moisture resistance.
比較例１
実施例１と同じスパッタリング成膜装置１で、ソーダライムガラス基板２０上にガラス側からＳｉＯ２を５０ｎｍ、Ａｌを１６０ｎｍ、ＳｉＯ２を５５ｎｍ、ＴｉＯ２を４０ｎｍ、順次成膜した。この膜つきガラスの膜面側の４５°入射での反射特性を図４に示すが、波長５５０ｎｍでの反射率は９０％程度で、波長６００ｎｍ以上の可視光域長波長側では反射は低く（７００ｎｍでの反射率は７５％にとどまる）、可視光域でフラットな特性とは言えない反射特性であった。
Comparative Example 1
With the same sputtering film forming apparatus 1 as in Example 1, SiO 2 was deposited on the soda lime glass substrate 20 in a thickness of 50 nm, Al 160 nm, SiO 2 55 nm, and TiO 2 40 nm in this order from the glass side. The reflection characteristics at 45 ° incidence on the film surface side of this glass with film are shown in FIG. 4. The reflectance at a wavelength of 550 nm is about 90%, and the reflection is low on the long wavelength side of the visible light region having a wavelength of 600 nm or more ( The reflectance at 700 nm is only 75%), which is not a flat characteristic in the visible light region.
比較例２
実施例１の膜構成に対してアルミニウム膜のみを成膜せず、他の膜は同じ構成になるような反射鏡を作製した。
Comparative Example 2
A reflecting mirror was produced in which only the aluminum film was not formed with respect to the film structure of Example 1 and the other films had the same structure.
ソーダライムガラス基板２０に順次、ＳｉＯ２膜を５０ｎｍ、Ａｇ膜を１６０ｎｍ、ＳｉＯ２膜を８５ｎｍ、ＴｉＯ２膜を４５ｎｍ積層したものであったが、成膜装置から取り出したサンプルは赤褐色を呈しており、４５度入射光に対して図５に示すような反射特性となり、可視光域の反射率は２０％程度で、高反射率の表面鏡が得られなかった。 The soda-lime glass substrate 20 was sequentially laminated with a SiO 2 film of 50 nm, an Ag film of 160 nm, a SiO 2 film of 85 nm, and a TiO 2 film of 45 nm. Therefore, the reflection characteristics shown in FIG. 5 were obtained with respect to 45-degree incident light, the reflectance in the visible light region was about 20%, and a high-reflectance surface mirror could not be obtained.
比較例３
実施例１と同じスパッタリング成膜装置１で、ソーダライムガラス基板２０上に、ＳｉＯ２膜を５０ｎｍ、Ａｇ膜を１６０ｎｍ、アルミニウム膜を１０ｎｍ、ＳｉＯ２膜を８５ｎｍ、ＴｉＯ２膜を４５ｎｍ積層し、表面鏡とした。
Comparative Example 3
In the same sputtering film forming apparatus 1 as in Example 1, on the soda lime glass substrate 20, the SiO 2 film was laminated to 50 nm, the Ag film was 160 nm, the aluminum film was 10 nm, the SiO 2 film was 85 nm, and the TiO 2 film was laminated to 45 nm. A surface mirror was used.
本比較例の膜面側の４５°入射光に対する反射特性は図６に示す様になり、波長５５０ｎｍでの反射率は９０％程度で、波長６００ｎｍ以上の可視光域長波長側では反射は低く、波長７００ｎｍでの反射率は７５％であり、可視光域で均一な光反射率の表面鏡が得られなかった。 The reflection characteristics for 45 ° incident light on the film surface side of this comparative example are as shown in FIG. 6, the reflectivity at a wavelength of 550 nm is about 90%, and the reflection is low on the long wavelength side of the visible light region having a wavelength of 600 nm or more. The reflectance at a wavelength of 700 nm was 75%, and a surface mirror having a uniform light reflectance in the visible light range could not be obtained.
１ 表面鏡
２ 増反射層
３ ガラス基板
４ 密着層
５ 銀膜
６ アルミニウム膜
７ 低屈折率膜
８ 高屈折率膜
１０ インターバック方式のスパッタリング成膜装置
１２ 真空チャンバー
１３ スパッタリングターゲット
１４ Ｓｉターゲット
１５ Ａｇターゲット
１６ Ａｌターゲット
１７ Ｔｉターゲット
１８ ドライポンプ
１９ ターボ分子ポンプ
２０ ソーダライムガラス基板
２１ 基板搬送トレイ
２２ ロードロック室
２３ ゲートバルブ
２４ 真空計
２５ アルゴンおよび酸素ガス
２６ ＤＣ電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface mirror 2 Increased reflection layer 3 Glass substrate 4 Adhesion layer 5 Silver film 6 Aluminum film 7 Low refractive index film 8 High refractive index film 10 Inter-back type sputtering film-forming apparatus 12 Vacuum chamber 13 Sputtering target 14 Si target 15 Ag target 16 Al target 17 Ti target 18 Dry pump 19 Turbo molecular pump 20 Soda lime glass substrate 21 Substrate transfer tray 22 Load lock chamber 23 Gate valve 24 Vacuum gauge 25 Argon and oxygen gas 26 DC power supply
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005138522A JP2006317603A (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Front surface mirror |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005138522A JP2006317603A (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Front surface mirror |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006317603A true JP2006317603A (en) | 2006-11-24 |
Family
ID=37538352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005138522A Pending JP2006317603A (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Front surface mirror |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006317603A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019028430A (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-21 | セイコーエプソン株式会社 | Wavelength conversion element, method for manufacturing wavelength conversion element, light source device and projector |
| CN109388008A (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-26 | 精工爱普生株式会社 | Wavelength changing element and its manufacturing method, light supply apparatus and projector |
| WO2019142876A1 (en) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | 大阪瓦斯株式会社 | Radiative cooling device |
| JP2019133078A (en) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | 日本電気硝子株式会社 | Optical element, half mirror, and band-pass filter |
| WO2019151431A1 (en) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | 日本電気硝子株式会社 | Method for manufacturing film-attached transparent substrate |
-
2005
- 2005-05-11 JP JP2005138522A patent/JP2006317603A/en active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019028430A (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-21 | セイコーエプソン株式会社 | Wavelength conversion element, method for manufacturing wavelength conversion element, light source device and projector |
| CN109388008A (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-26 | 精工爱普生株式会社 | Wavelength changing element and its manufacturing method, light supply apparatus and projector |
| US10859899B2 (en) | 2017-08-03 | 2020-12-08 | Seiko Epson Corporation | Wavelength conversion element, method for producing wavelength conversion element, light source device, and projector |
| WO2019142876A1 (en) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | 大阪瓦斯株式会社 | Radiative cooling device |
| CN111630419A (en) * | 2018-01-19 | 2020-09-04 | 大阪瓦斯株式会社 | Radiation cooling device |
| JPWO2019142876A1 (en) * | 2018-01-19 | 2021-01-07 | 大阪瓦斯株式会社 | Radiative cooling device |
| US11951710B2 (en) | 2018-01-19 | 2024-04-09 | Osaka Gas Co., Ltd. | Radiative cooling device |
| JP2019133078A (en) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | 日本電気硝子株式会社 | Optical element, half mirror, and band-pass filter |
| WO2019151431A1 (en) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | 日本電気硝子株式会社 | Method for manufacturing film-attached transparent substrate |
| JPWO2019151431A1 (en) * | 2018-02-02 | 2021-01-28 | 日本電気硝子株式会社 | Manufacturing method of transparent substrate with film |
| JP7303496B2 (en) | 2018-02-02 | 2023-07-05 | 日本電気硝子株式会社 | METHOD FOR MANUFACTURING TRANSPARENT SUBSTRATE WITH FILM |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5284799B2 (en) | Infrared reflective layer system and manufacturing method thereof | |
| WO2007013269A1 (en) | Laminated body for reflection film | |
| JPH0763915A (en) | Thin film nd filter and its production | |
| JPH0522657B2 (en) | ||
| JP2002055213A (en) | High reflectance mirror | |
| WO2012047249A2 (en) | Silicon titanium oxide coating, coated article including silicon titanium oxide coating, and method of making the same | |
| WO1991002102A1 (en) | Film based on silicon dioxide and production thereof | |
| JPH075309A (en) | Durable first-side mirror and second-side mirror | |
| JP2007310335A (en) | Front surface mirror | |
| JP2006317603A (en) | Front surface mirror | |
| JP2007070146A (en) | Low emissive multilayered glass | |
| US20060087739A1 (en) | Low net stress multilayer thin film optical filter | |
| JP6853486B2 (en) | Solar shielding member | |
| JP4895902B2 (en) | Method for forming reflective film | |
| JP2005338366A (en) | Antireflection film and optical component | |
| JP2950886B2 (en) | Method for manufacturing glass with permselective membrane | |
| JP4351678B2 (en) | Silver mirror and manufacturing method thereof | |
| JP2004334012A (en) | Antireflection film and optical filter | |
| JP2566634B2 (en) | Multi-layer antireflection film | |
| WO2017119335A1 (en) | Method for manufacturing reflective film | |
| JPH0925562A (en) | Thin anitireflection multilater coating film, formation of the same coating film and film forming device therefor | |
| JPH06273601A (en) | Antireflection film of optical parts made of synthetic resin | |
| JP2576637B2 (en) | Heat ray reflective glass | |
| JP2005258050A (en) | Reflection mirror and image projection device using the same | |
| JPH03187955A (en) | Permselective article and production thereof |